Entretien avec le Pr. Alexandre Carpentier, neurochirurgien, chercheur et entrepreneur

À la frontière de la physique et de la neurochirurgie

Le Professeur Alexandre Carpentier incarne une figure hybride dans le paysage médical contemporain. Neurochirurgien et chef de service à l’hôpital de la Pitié-Salpêtrière, il est également chercheur et entrepreneur. Son parcours est marqué par une volonté constante de briser les verrous technologiques qui limitent aujourd’hui la chirurgie des pathologies cérébrales. Cet intérêt pour l’innovation s’est concrétisé dès 2006 par la création de son laboratoire de recherche dédié aux interfaces entre physique et médecine.

Ses travaux ont d’abord porté sur l’utilisation du laser, avec le développement d’une sonde permettant de coaguler des tumeurs cérébrales sous IRM et anesthésie locale. Par la suite, il s’est orienté vers les ultrasons thérapeutiques — à distinguer des ultrasons diagnostiques — capables d’agir directement sur les tissus.

Ce programme scientifique, mené en collaboration avec l’Inserm de Lyon puis avec l’Institut du Cerveau (ICM), a permis de concevoir un dispositif implantable dans l’os du crâne : le SonoCloud. Capable d’émettre des ultrasons à la demande pour perméabiliser temporairement les vaisseaux cérébraux, il représente une avancée majeure.

Parallèlement à ses recherches, le Pr Carpentier exerce une activité clinique centrée sur la chirurgie des tumeurs cérébrales, tant bénignes que malignes. Ses découvertes l’ont également conduit à créer une start-up afin de transformer ces innovations de laboratoire en solutions thérapeutiques concrètes, en suivant un parcours réglementaire rigoureux, de l’essai clinique à l’industrialisation.

 

Sur les enjeux et défis actuels

• Quelle est la principale problématique à laquelle vous faites face aujourd’hui dans le traitement des tumeurs cérébrales ?

La prise en charge des tumeurs cérébrales reste un défi majeur en raison de la barrière hémato-encéphalique. Ce système de défense naturelle du cerveau est si efficace qu’il empêche 99 % des médicaments — dont les chimiothérapies pourtant efficaces contre d’autres cancers — de pénétrer dans le tissu cérébral. C’est un obstacle historique qui a freiné les progrès thérapeutiques pendant des décennies.

Le défi consiste à permettre aux traitements systémiques (injectés par voie veineuse ou pris oralement) d’agir également au niveau cérébral. Avec l’avènement des thérapies ciblées, des anticorps ou de l’immunothérapie, ce défi est d’autant plus grand que ces molécules, de plus en plus volumineuses, ne peuvent atteindre leur cible.

Sur les avancées clés

• Vous avez développé une technologie basée sur les ultrasons pour contourner cet obstacle. Pouvez-vous nous expliquer cette approche ?

Pour surmonter ce verrou, nous utilisons des ultrasons pulsés afin de perméabiliser temporairement cette barrière, de façon non traumatique. Il existe deux approches : une application externe, limitée par l’absorption du son par le crâne, et une approche implantable que nous avons conçue.

Au lieu d’émettre des ultrasons à travers l’os, nous implantons directement le dispositif émetteur dans l’épaisseur du crâne lors de la chirurgie d’exérèse ou de la biopsie initiale. Cette technique s’affranchit de l’obstacle osseux et permet d’utiliser des ultrasons de faible intensité, sans nécessité de contrôle par IRM.

Concrètement, lors de la perfusion du médicament, nous activons le dispositif pendant quatre minutes. Cela crée une ouverture réversible de la barrière pendant environ deux heures. Les molécules, même les plus volumineuses, peuvent alors pénétrer et rester dans le tissu cérébral. Cette technique est actuellement testée dans des essais cliniques impliquant 6 villes en France et une quarantaine de centres en Europe et aux États-Unis.

• Au-delà de l’aspect technique, quel est l’impact pour le système immunitaire du patient ?

C’est un point crucial. L’ouverture de la barrière apporte une dimension « naturelle » : le système immunitaire du patient peut enfin franchir la barrière. Le cerveau est ce qu’on appelle un organe « immunologiquement froid ». En ouvrant la barrière, on permet aux anticorps endogènes et aux lymphocytes de pénétrer dans la tumeur pour la transformer en « tumeur chaude », facilitant ainsi la reconnaissance antigénique et la lutte contre le cancer.

• Comment se déroule le diagnostic et quelles sont les avancées récentes ?

Les patients arrivent généralement en urgence ou semi-urgence avec trois symptômes principaux : des maux de tête (hypertension intracrânienne), une crise d’épilepsie ou un déficit neurologique progressif. L’IRM oriente alors la décision, souvent vers une chirurgie initiale.

La chirurgie offre trois bénéfices immédiats : elle réduit le volume tumoral (diminuant l’hypertension), traite l’épilepsie et permet souvent la récupération du déficit moteur en libérant « l’effet de masse ». Une fois le diagnostic précis établi, un panel de traitements complémentaires est proposé en fonction de l’histologie et de la génétique de la tumeur.

Sur l’avenir de la discipline

• Comment voyez-vous l’évolution de la neurochirurgie dans les années à venir ?

Nous nous dirigeons vers une neurochirurgie interventionnelle mini-invasive, réalisée sous anesthésie locale et guidée par l’imagerie en temps réel. L’avenir réside dans l’implantation de dispositifs ultrasonores pour la délivrance locale de drogues, le développement de la radiothérapie interne vectorisée (molécules radioactives se fixant sur la tumeur) et le suivi de l’efficacité via des biomarqueurs circulants.

Si les traitements médicamenteux deviennent suffisamment performants, l’acte chirurgical traditionnel d’exérèse pourrait, à terme, s’effacer au profit de ces interventions moins invasives.

Sur le rôle de l’IUC AP-HP Sorbonne Université

• En quoi la structure de l’IUC est-elle essentielle à vos yeux ?

L’IUC joue un rôle de catalyseur. Contrairement à des centres monoblocs, notre organisation à l’AP-HP est répartie sur plusieurs sites. Il permet de fédérer cette communauté et de créer une véritable « task force » où les cliniciens de spécialités différentes échangent.

C’est fondamental pour deux raisons :

1. L’émulation scientifique : les découvertes dans un domaine peuvent inspirer des solutions pour une autre pathologie.

2. La structuration de la recherche : l’institut facilite l’accès à des financements fléchés, essentiels pour soutenir les essais cliniques et la recherche fondamentale qui, in fine, améliorent les options thérapeutiques pour les patients.